2020年8月6日,第六屆中國國際風電復合材料高峰論壇于浙江省桐鄉市振石大酒店召開,本屆高峰論壇的主題為“提質增效,海陸并舉,迎戰平價 ”。
主旨發言中,中國巨石股份有限公司玻璃研究中心副主任章林及產品研發中心研發二部部長徐勝杰共同做了題為《E9超高模量玻璃纖維及超大型風力葉片用紗解決方案》的演講。以下為發言實錄:

章林↑
章林:各位大家下午好!我的報告五個部分。中國巨石是全國最大的玻璃纖維專業制造商,根據有關機構的統計,目前全球產能在800多萬噸,玻璃纖維依然是復合材料增強的主流,而且增長趨勢非常好。
(PPT圖示)這是2019年全球玻纖產能的分布情況,中國巨石的產能占比23%左右,具有非常好的規模優勢。
這是巨石在全球擁有6大生產基地,在桐鄉、九江、成都,國外在埃及、印度和美國。我們可以就近給客戶提供玻纖產品,擁有很強的區位優勢。通過多年的自主創新,巨石在前沿配方、超大型的池窯技術、大漏板生產等方面有很大的技術提升。
第二部分,巨石四大玻纖平臺。
分別是E6、E7、E8和E9,E6應用非常廣泛。E7是巨石的主流產品。E8是大型風電葉片的理想選擇。E9是超高模具玻纖,全新高度和全新產品,市場上沒有類似產品。
(PPT圖示)橫坐標代表制造成本,縱坐標代表了模量。巨石的模量水平一直在不斷地提升,而且通過兩三年一個跨度跨越式地提升,我們選取了兩個對比的產品,一個是普通的E玻璃纖維,一個是S玻璃纖維,E8和E9實現了批量化生產,在應用和推廣方面非常有前景。
第三部分,重點介紹E9超高模量的特性,首先是玻璃模量,目前市場上80%到90%的水平,我們E9達到了101水平,高與行業對標水平,而且我們打破了100的行業天花板,把水平帶到了100以上,我們希望和更多客戶分享該產品,開發更多的應用。
第二,耐熱性更優,膨脹系數的大幅度降低,可以使它和其他的材料一起使用,比如碳纖維,碳纖維的膨脹系數非常低。
關于纖維耐腐蝕性,E9有優秀的耐腐蝕性能,尤其是耐海水方面,有利于在海上風電的應用。
第四部分,浸膠紗機械性能,巨石的系列產品在器械性能方面不停地大幅度提升,E8和E9的水平、強度和模量水平非常高,E8模量在95,強度在3200、3300,疲勞性能非常出色,能整體地提升整個性能。和傳統E玻璃比較,強度提升了60%,模具提升36%,效果顯著。
第五部分,單向織物板性能,E9在單向織物板顯著優于E7和E8,E9的拉伸模量超過54,有利于復合材料綜合性的提升,也為新葉片的設計創作了更多的可能性和選擇。
總結E9的核心優勢和特色。
首先,具有超高模量,超越100Gpa,樹立新的性能標桿。
第二,強度更高。
第三,具有耐高溫、抗疲勞、低碳環保,清潔生產。
第四,通過技術創新,突破了技術瓶頸,實現了池窯化生產,未來有很好的規模化應用前景。這非常重要。
最后,在應用方面,作為高性能玻纖領域的旗艦產品,E9可以應用在先進復合材料的各個領域,比如大型風電、汽車、航空航天、軌道交通、新基建等,當然E9是一種新技術和探索,也打開了新大門,為材料的設計和新葉片的設計創造了很多可能性和空間,我們也希望在未來和客戶一起設計新的產品,開拓新的應用,實現共贏,謝謝!我的報告結束了,下面有請我的同事徐勝杰博士具體介紹巨石的風電產品。

徐勝杰↑
徐勝杰:非常感謝章主任的精彩講解。
當前風電的發展主題是提質增效和降能,我們的浸潤劑研究也緊緊圍繞該主題,浸潤劑在玻纖中占0.5%的比重,但賦予了玻纖獨特的性能,保證玻纖順暢性。
此外,浸潤劑起到與樹脂和玻纖橋梁的作用,能夠增強樹脂與玻纖之間的界面結合,提高強度和耐候性。玻纖和樹脂界面弱的話容易剝離,整體復合材料的性能比較差。
巨石的風電浸潤劑發展緊緊圍繞五個方向,更高的強度,更高效率,效率指整體制造效率其灌注效率。第三是新樹脂領域的玻纖浸潤劑研究,第四是耐老化性能,第五是省樹脂的趨勢,達到葉片輕量化的目的。
基于上述的發展思路,我們針對環氧體系設計出了390浸潤劑體系,338浸潤劑體系,386T的浸潤劑體系。
首先關于390,具有毛羽少、浸透速度快,更優異的工藝性能。
(PPT圖示)左邊是毛羽,表示的玻纖耐磨性的參數,390配方毛羽最少,右邊相同的玻纖織物,灌注時間越少意味著浸透的速度越快,整個灌注效率和制造效率會非常高。
390浸潤劑重要的特點有非常好的耐老化性能,將玻纖放在常溫的環境中放置24個月,通過90度拉伸,可以非常好的反映玻纖與樹脂的界面結合,390浸潤劑90度的強度非常高,隨著時間的推移,性能基本上不下降。顯示出了非常好的性能。同樣放置時間,390的毛羽不會出現明顯的變化,從側面說明了耐勞性能非常好。
390浸潤劑還有非常重要的特點即在高玻纖含量疲勞性能非常好。整體的玻纖含量提高,導致了模量和拉伸強度有一定的提升。
第二部分,巨石的聚氨酯風力葉片用紗338。
(PPT圖示)這顯示了灌注效率,總體來講,灌注顯示,聚氨酯的灌注和固化效率比環氧高很多。將環氧和聚氨酯的灌注物的產品進行微觀分析,它們效果都比較好。
(PPT圖示)這顯示了環氧的浸潤劑和聚氨酯浸潤劑在浸潤劑體系中的灌注結果對比,針對聚氨酯針對了338浸潤劑,所有的力學強度有10%的提升,這也側面說明了復合材料強度與浸潤劑的選型非常相關。
除了靜態力學,338的疲勞性也非常好,在相同的等級情況下,338的疲勞系數明顯高,M值達到10以上。
關于聚酯風力葉片386T。左圖顯示了90度彎曲強調,E8—386T的初始強度非常高,顯示了E8368T有很強的強度。368T產品還有非常好的耐存儲性能。90度方向體現了浸潤劑的優勢,從圖中看出,經過長時間的防置。在新鮮狀態下,E8386T的保留率非常接近,隨著時間的推移,有微小的下降,說明有非常好的耐存儲性,以上是我的報告。
(內容來自現場速記,未經本人審核,如有不妥請聯系修改)